Embed Size (px)
Citation preview
O uso do geoprocessamento na caracterização da cobertura vegetal e uso atual do solo
na bacia hidrográfica do Rio da Dona
Djalma Villa Gois1
José Antonio Pacheco de Almeida 2
1Universidade do Estado da Bahia – UNEB
44570-000 – Santo Antonio de Jesus – BA, Brasil
2 Universidade Federal de Sergipe
49100-000 – São Cristóvão – SE, Brasil
Abstract. The map of land cover and land use, containing information about the basin of the Rio da Dona was
generated by digital processing techniques, using Landsat-7 image 2003, cartographic data and current field
information. With satellite images covering the watershed was the supervised classification by pixel, preceded
by a visual interpretation of images, for the recognition and characterization of the targets (objects) in the earth's
surface. For this purpose, we considered ways to interpret and extract information from objects in color / tone,
texture, shape, size, pattern and location. Thematic classes defined in this classification were: continental water
clouds (the shadows were incorporated into the class closest), mangrove forest, three types of pasture (level 1, 2
and 3), two types of restinga (woody and herbaceous), two types dense tropical rain forest (secondary vegetation
without palm trees with palm trees and secondary vegetation), bare soil and urban area.
Palavras chaves: digital processing, current use of the ground, image of satellite; processamento digital, uso
atual do solo, imagem de satélite.
1. Introdução
Este trabalho tem por objetivo elaborar um mapa da cobertura vegetal e uso do solo,
contendo informações da bacia hidrográfica do Rio da Dona, gerado por meio de técnicas de
processamento digital, utilizando-se de imagem Landsat-7 ano/2003, dados cartográficos
atuais e informações de campo.
Com as imagens de satélite que cobre a bacia hidrográfica foi feita a classificação
supervisionada por pixel, precedida de uma interpretação visual das imagens, visando o
reconhecimento e a caracterização dos alvos (objetos) na superfície terrestre. Para tal, foi
considerado como elementos interpretativos para extrair informações de objetos a cor /
tonalidade, textura, forma, tamanho, padrão e a sua localização.
As imagens da bacia hidrográfica do Rio da Dona, vistas no decorrer deste Artigo, são
frutos de uma composição colorida das bandas 3, 4 e 5 do sensor ETM+
do satélite Landsat 7.
Visando reconhecer e caracterizar com propriedade os alvos destas imagens foi feita a
combinação 543 com estas bandas, cuja imagem produzida aparecem em cores padrões
(FIGURA 1), ou seja, a vegetação é representada pela cor esverdeada, porque a cor verde,
advinda do processo computacional, foi associada aos dados de reflectância da banda ETM4
(infravermelho próximo), que representa a região de maior resposta espectral da vegetação. O
segundo pico de maior refletância da vegetação ocorre na região do infravermelho médio
(banda ETM5), que é associada à cor vermelha. A mistura dessas duas cores resulta na cor
amarela. Portanto, dependendo da densidade de cobertura da vegetação, esta aparecerá na
imagem com variações mais forte ou mais fraca da cor verde. O pico de maior reflectância do
solo exposto está associado à banda ETM5 e encontra-se agregada à cor vermelha, advinda do
processo computacional. Desta forma o solo aparecerá na imagem com cores avermelhadas. A
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3971
3971
cor azul foi associada à banda ETM3 (região do visível), onde as águas ficaram com cores
pretas devido a intensa absorção pela água dos raios solares, e ciano quando há material em
suspensão, conforme Câmara e Medeiros (1998).
2. Comparação entre fotografias verticais e imagem Landsat para o reconhecimento e
caracterização de alvos na bacia hidrográfica do Rio da Dona.
Visando a classificação supervisionada da imagem Landsat 7, faz-se uma comparação
entre fotografias verticais registradas com uma câmara digital comum e imagem Landsat para
o reconhecimento e caracterização de alvos na bacia hidrográfica. Os primeiros alvos a serem
considerados são os divisores topográficos da bacia hidrográfica representados pela serra da
Jibóia (FOTOS 1) e pelo morro Bom Jardim (FOTO 2), localizados no alto curso da bacia
hidrográfica. A Foto 1 apresenta parte da serra da Jibóia localizada ao norte. Concebem áreas
onde a vegetação está mais preservada com testemunhos da Floresta Ombrófila Densa,
evidentemente bastante alterada pela exploração seletiva de espécies. Nas encostas mais
íngremes da serra, com declividade superior a 45% observa-se a presença de afloramentos
rochosos granulíticos do Complexo Caraíba. Nas áreas mais planas e suave onduladas o uso
do solo é constituído por pastagens cujas biomassas são menos elevadas do que aquelas
situadas nos vales úmidos e mais elevadas do que aquelas situadas em áreas degradadas. A
estas são denominadas de pastagens de nível 2.
Destaca-se na Foto 2 o divisor da bacia hidrográfica oposta à da serra da Jibóia,
formada pelo morro Bom Jardim. São áreas com declividades superiores a 35% que, devido a
intensa atividade das águas pluviais, estes solos apresentam-se rasos a pouco profundos, com
presença nas encostas de calhaus e matacões espalhados pela superfície do terreno com pouca
vegetação. Estes solos são denominados de Luvissolos.
Maior Reflectância da Vegetação (Cor verde)
Maior Reflectância do
Solo (Cor vermelha)
Menor Reflectância Intensa absorção da
luminosidade pela água (Cor preta)
Foz do Rio da Dona
Material em suspensão (Cor ciano)
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3972
3972
FOTO 1–Divisor topográfico: Serra da Jibóia. FOTO 2 - Divisor topográfico: morro Bom Jardim.
Com o objetivo de observar as semelhanças entre as fotos e a imagem Landsat 7, foi
ampliada esta imagem no extremo norte da bacia hidrográfica onde pode correlacionar os
alvos entre elas.
A cor verde vivo, da imagem ampliada (FIGURA 2), representam a Floresta
Ombrófila Densa que predomina nas áreas de relevo com maior elevação a exemplo do
divisor topográfico da Serra da Jibóia. Estas áreas mais movimentadas são identificadas na
imagem através da percepção da textura rugosa e sombreada. Nas encostas mais íngremes
ocorrem afloramentos rochosos que estão representados, na imagem de composição colorida
543, pela cor lilás escuro. As áreas de coloração verde bem clara, quase esbranquiçada, vistas
nesta imagem, são constituídas de pastagens de nível 2. Percorrendo as margens dos leitos dos
rios, desde suas nascentes até o curso principal, encontram-se as áreas que formam os vales
representados pela cor verde de intensidade média e que são constituídas também por
pastagens, entretanto com mais biomassas, caracterizando-as de nível 1, sem a mata ciliar.
As cores avermelhadas na Figuras 2 representam as áreas mais degradadas e
desmatadas com solos rasos e frequente presença de calhaus e matacões cobrindo a superfície
do solo.
Serra da Jibóia
Afloramento
rochoso
Divisor topográfico
Calhaus e
Matacões
Afloramento
rochoso
Floresta
Ombrófila Densa
Pastagem
Floresta
Ombrófila Densa
Serra da Jibóia
Textura rugosa,
relevo montanhoso
Morro Bom Jardim
Presença de
calhaus e matacões
Morro do Barro
Vermelho
Pasto Nível 1 nas
margens do Rio da Dona
Pasto Nível 2, relevo
plano e suave ondulado
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3973
3973
O segundo alvo a ser considerado está localizado no médio curso da bacia hidrográfica
mostrado nas Fotos 3, 4, 5 e 6 e na Figura 3.
Na Foto 3, observa-se a barragem que forma o reservatório onde é captada a água
bruta para o abastecimento humano nas cidades de Santo Antonio de Jesus e Dom Macedo
Costa. Esta barragem contém 60 metros de comprimento por 12m de altura, cuja cota máxima
do extravasor é 167,5 metros de altitude, formando um espelho de água aproximada de 285
hectares e, segundo a EMBASA, possui um volume armazenado de 12,99 milhões de metros
cúbicos. Este reservatório é constituído pela confluência dos rios da Dona, Preto e de Areia.
As três fotografias seguintes (FOTOS 4, 5 e 6) apresentam a superfície laminar das
águas do reservatório do Rio da Dona e suas margens, trazendo consigo três problemas
ambientais.
O primeiro refere-se às áreas agrícolas com cultivo de citros, invadindo as áreas de
preservação permanente ao redor de reservatórios de água artificiais (FOTO 4), que deveriam
ter como largura mínima 100 metros, segundo a Resolução do CONAMA 303, que dispõe
sobre parâmetros, definições e limites de Áreas de Preservação Permanente. Ademais, neste
tipo de cultura, comum da região, utiliza-se fertilizantes químicos, que compromete a
qualidade da água para o abastecimento humano.
FOTO 3 – Atual barragem para o abastecimento humano de Santo Antonio de Jesus–BA
FOTO 4 – Reservatório do Rio da Dona. Área agrícola de citros
O segundo problema ambiental refere-se às erosão que vêm ocorrendo de maneira
acelerada nas encostas de morros às margens do Rio Preto em áreas de pastagens degradadas
(FOTO 5). A destruição da floresta pelo homem, deixando a superfície da encosta exposta à
erosão, provocou um movimento de massa típico do processo de deslizamento causado pelas
intensas e frequentes precipitações pluviométricas, saturando o solo, tendo por consequência o
assoreamento das margens do reservatório. Do ponto de vista morfológico podemos distinguir
a forma convexa geral do morro e o entalhamento do deslizamento, dando início a formas
côncavas embutidas dentro da vertente convexa.
O terceiro problema acena para a presença de plantas macrófitas aquáticas que já
ocupam todas as extremidades do reservatório (FOTO 6), comprometendo o volume de água
bruta disponível para o abastecimento humano. Estas plantas têm se desenvolvido porque
parte dos fertilizantes utilizados nas culturas agrícolas, os esgotos residenciais e solos em
suspensão, através das enxurradas das águas de chuva têm sido levados para dentro do
reservatório, dando-lhe uma condição de desequilíbrio caracterizada pela grande quantidade
de nutrientes que aceleram o crescimento da vegetação aquática em quantidades indesejáveis,
Cultura de Citros
APP - ÁREA DE PRESERVAÇÃO PERMANENTE
60m
12m
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3974
3974
implicando na diminuição do volume de água bruta, entupimento de crivo de bomba d’água,
dificuldades na navegação, pesca, recreação, etc.
FOTO 5 – Movimento de massa nas vertentes do
Rio Preto.
FOTO 6 – Domínio de plantas macrófitas nas
margens do reservatório do Rio da Dona
A imagem representada pela Figura 3, mostra a superfície do atual reservatório do Rio
da Dona e o seu entorno. Nesta imagem a vegetação apresenta-se com variações da cor verde,
o solo quando exposto ou com pouca biomassa com tonalidades avermelhadas, a BR 101 de
cor lilás e a água do reservatório de cor preta e superfície lisa. Nas extremidades do
reservatório nota-se grande quantidade de plantas macrófitas aquáticas, que estão
representadas pela cor verde clara que se prolongam pelas margens dos rios e riachos em
terras úmidas dos vales caracterizando as pastagens de nível 1.
Nos interflúvios percebe-se áreas apresentando cores magentas (variando do rosa claro
ao lilás). Essas áreas representam solos degradados devido às constantes utilizações de
maquinários agrícolas voltados para os cultivos de citros e mandioca, entretanto predominam
aí as pastagens bastante degradadas de nível 3 com baixo volume de biomassa.
Cicatriz de
deslizamento
Macrófitas
Aquáticas
Plantas macrófitas aquáticas
Reservatório do
Rio da Dona
BR 101
Pastos
degradados de
Nível 3
Pastagem_ Nível 3
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3975
3975
O terceiro alvo corresponde à Bacia Sedimentar do Recôncavo que faz contato com os
Tabuleiros Pré-litorâneos, cujas rochas do embasamento cristalino afloram formando
corredeiras oriundas dos desnivelamentos provenientes da separação destas duas secções.
Seguindo rio abaixo este se alarga progressivamente até o estuário Rio da Dona onde
está sujeito às variações dos fluxos das marés, que em seus constantes movimentos arrastam
diversas partículas em suspensão formando um substrato aluvial fluviomarinho, composto por
solos indiscriminados, ricos em detritos orgânicos, formando os Manguezais (FOTO 7).
No entorno dos manguezais os terrenos são cobertos por uma vegetação secundária
com palmeiras recobrindo os terrenos do quaternário de fertilidade baixa a mediana,
susceptíveis de lixiviação quando desflorestadas, nunca ultrapassando a faixa de 80 metros de
altitude. De acordo com Santos e Gois (2004), nesta porção da bacia hidrográfica os riscos
ambientais intensificam-se com maior velocidade, em função da forte exploração dos recursos
naturais dos últimos anos, transformando um ecossistema frágil em áreas de pastagens ou
simplesmente abandonadas.
Apesar da área desta bacia hidrográfica não atingir o oceano, pois é limitada pelo Rio
Jaguaripe, ela sofre uma grande influência marinha formando as restingas, que ocorrem sobre
as planícies aluviais onde os Neossolos Quartzarênicos e os Espodossolos são os tipos
dominantes. De acordo com o Projeto Radambrasil (1981), a vegetação dessa área é
constituída de halófitos-psamófitos endêmicos e de outras espécies adaptadas a essa condição
ecológica formando povoamentos descontínuos arbustivo e herbáceo (FOTO 8).
FOTO 7 – Estuário do Rio da Dona. Área de
manguezal. FOTO 8 – Baixada Litorânea. Vegetação de
restinga herbácea.
A imagem concebida pela Figura 4 de composição colorida 543, representa uma área
situada no baixo curso da bacia hidrográfica, destacando o estuário do Rio da Dona, este de
coloração preta, que percorre na direção oeste – leste; neste ambiente aquático ressaltam-se
nesta imagem algumas manchas azuladas, próximas à foz, que sugerem a presença de
sedimentos em suspensão. Observa-se também outras manchas de cor preta com formas
múltiplas, porém próximas ao arredondamento, que representam as sombras das nuvens
brancas.
Margeando o rio principal e os seus afluentes observa-se áreas que representam os
manguezais cobertos por formações pioneiras fluviomarinhas arbóreas. Nesta imagem a
vegetação apresenta-se de coloração verde com tons escuros e textura lisa.
Na margem direita do Rio da Dona uma grande área de cor verde vivo com textura
rugosa se apresenta na imagem. Esta área corresponde à região da floresta ombrófila densa,
atualmente modificada pela intervenção humana, substituída por culturas diversas e pela
vegetação secundária com palmeiras. Nota-se também áreas de coloração roxa que significa a
exposição do solo sem vegetação.
Vegetação Secundária
com Palmeiras
Estuário
Restinga herbácea
Manguezais
Influencia
Fluviomarinha
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3976
3976
3. Classificação de imagem
Após o reconhecimento e caracterização dos alvos nas imagens da bacia hidrográfica
foi realizada a classificação supervisionada da imagem ETM – Landsat 7 por meio de técnicas
de processamento digital, onde foi feito um método de extração de informação da imagem,
por pixel, para reconhecer padrões e objetos homogêneos. O resultado final é uma imagem
onde cada pixel contém informação de uma classe associada ao ponto da cena correspondente
(FIGURA 5). Neste processo foram encontradas doze classes de cobertura vegetal e uso da
terra, apresentadas na Tabela 1, com suas respectivas áreas de ocupação.
TABELA 1 – Classes de uso da terra e cobertura vegetal que ocorrem na área da bacia
hidrográfica do Rio da Dona.
CLASSES ÀREA
(km2) (%)
Floresta ombrófila densa sem palmeiras 101,55 13,1 Pastagem - Nível 1 193,15 24,9 Pastagem - Nível 2 171,27 22,1 Pastagem - Nível 3 157,29 20,3 Solo Exposto 72,20 9,3 Área Urbana 5,38 0,7 Floresta ombrófila densa com palmeiras 40,778 5,3 Manguezal 13,58 1,7 Restinga Arbórea 4,47 0,6 Restinga Herbácea 1,26 0,2 Águas Continentais (Represa+Estuário) 7,41 0,9 Nuvem 7,97 1,0
Total da bacia hidrográfica 776,31 100,0
Rio Jaguaripe
Área degradada
Foz do Rio da Dona Manguezal
Nuvens e Sombras
Vegetação Secundária
com Palmeira
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3977
3977
4. Conclusão
A utilização de novas tecnologias correlacionadas ao geoprocessamento, geradas a partir da
aplicação de sensoriamento remoto e do sistema de informação geográfica, como ferramentas
para elaboração de um mapa de Cobertura Vegetal e Uso Atual do Solo através de uma
metodologia de classificação supervisionada da imagem de satélite é bastante eficiente,
entretanto o trabalho de campo é uma atividade indispensável para comprovar esta eficácia e
complementação desta metodologia, auxiliando na observação das feições dos objetos da
realidade e comparando-as com os alvos das imagens.
Referências Bibliográficas
CÂMARA, Gilberto & MEDEIROS, José Simeão de. Princípios básicos em geoprocessamento. In: E. D. Assad
& E. E. Sano (Org’s). Sistema de informações geográficas. Ampliações na agricultura. 2ª edição revista e
ampliada. Brasília: Editora da EMBRAPA / Serviço de Produção de Informação, 1998.
CHRISTOFOLETTI, Antônio. Análise de sistemas em geografia. São Paulo: Editora Hucitec da Universidade
de São Paulo, 1979.
CREPANI, Edison et al. Sensoriamento remoto e geoprocessamento aplicados ao zoneamento ecológico-
econômico e ao ordenamento territorial. São José dos Campos, São Paulo: Editora do INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2001.
FLORENZANO, Teresa Gallotti. Iniciação em sensoriamento remoto. 2ª edição. São Paulo: Editora Oficina de
Textos, 2007.
PROJETO RADAMBRASIL. Levantamento de recursos naturais, volume 24. Folha SD. 24 Salvador. Edição
fac-similar. IBGE. Meio Digital. Rio de janeiro, 2003.
SANTOS, Miguel Cerqueira; GOIS, Djalma Villa. Urbanização e riscos ambientais no recôncavo baiano. Um
estudo do baixo e médio curso do Rio da Dona. In Territorium. Revista da Associação Portuguesa de riscos,
prevenção e segurança. Coimbra 04. Minerva Coimbra,2004.
Anais XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto - SBSR, Curitiba, PR, Brasil, 30 de abril a 05 de maio de 2011, INPE p.3978
3978
